АНАЛИЗ ИСТОЧНИКОВ ШУМА ПРИ РАБОТЕ ГОРЕЛОК И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ЕГО СНИЖЕНИЯ (НА ПРИМЕРЕ НА КОМСОМОЛЬСКОГО-НА-АМУРЕ НПЗ) (1190035), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Установлено, что наиболее шумными из всех действующих горелок на НПЗ являются инжекционные горелки, имеющие уровень шума 101-104 дБА [2]. Диффузионные горелки ГП-1, работающие на газе (90-93 дБА), а также горелки ФП-2 работающие по смешанному принципу сжигания топлива (92-96 дБА), обладают допустимыми шумовыми характеристиками. Таким образом, кинетические горелки (ГИК-2 и ГГМ-5) нуждаются в специальных защитных средствах по подавлению шума.

Поэтому необходима разработка мероприятий и технических средств по снижению уровня шума ГУ на стадиях проектирования, изготовления и использовании горелок.

4 Разработка комплекса мероприятий по борьбе с шумом горелочных устройств

Методы и средства коллективной защиты по отношению к источнику возбуждения шума подразделяются следующим образом [12]:

• снижающие шум в источнике его возникновения;

• снижающие шум на пути его распространения от источника шума до защищаемого объекта.

В свою очередь, средства и методы, снижающие шум в источнике его возникновения, в зависимости от характера шумообразования подразделяются на средства, уменьшающие шум механического, термического, аэродинамического и гидродинамического происхождения. Для подавления шума на пути его распространения от источника до защищаемого объекта применяются различные акустические средства.

Для реальных объектов в условиях НПЗ необходима комплексная разработка мер уменьшения шума по всем перечисленным направлениям.

4.1 Снижающие шум в источнике его возникновения

Подавление уровня шума при эксплуатации горелок в источнике его возникновения в силу сложности природы шумообразования требует глубокого научного анализа и даль­нейшего конструктивного изменения отдельных частей го­релочных устройств. Внедрение противошумных мероприятий в подобных случаях, как правило, должно проводиться заводами-изготовителями стандартных горелок. В крайнем случае, возможно частичное усовершенствование конструкции горелки и ее доводка в условиях НПЗ. С этой точки зрения практический интерес с целью широкого внедрения на заводах отрасли в дутьевых ГУ печей представляют технические решения:

• выбор наиболее подходящего стабилизатора пламени на основании опыта [4];

• оптимального способа подвода газо-воздушной смеси с учетом степени крутки воздушного потока [3];

• применение рационального метода распыливания мазута (воздухом вместо пара) [15].

Уменьшая интенсивность турбулентности в потоке, по возможности применяя течение в трактах горелки в незакрученных струях, подбирая тем самым оптимальную аэро­динамическую схему смешения воздуха и газа (одноструй­ная соосная подача газа в воздух), можно добиться сниже­ния уровня шума на 10 дБ. Однако вновь отметим, что при уменьшении качества перемешивания наблюдается ухудше­ние выгорания топлива [12].

В инжекционных горелках шум инжектора можно сни­зить изменением элементов конструкции инжектора (про­точной части смесителя камеры) с целью уменьшения ско­ростей течения и истечения. Так, например, применяя вме­сто цилиндрической конфигурации коническую камеру го­релки, уменьшается скорость течения и достигается неко­торое подавление уровня шума [29].

Одним из способов снижения шума на рабочих местах обслуживания ГУ является подбор малошумных конструкций или замена инжекционных горелок на диффузионные. Ранее показано, что меньший уровень шума соответствует более длинному узкому факелу. При сжигании нефтезаводских газов замедление выгорания топлива обеспечивается переходом на диффузионный принцип горения и применением горелок со сниженной интенсивностью смесеобразования. Подобные горелки обладают сравнительно допустимыми шумовыми характеристиками [14]. Этой же цели способствует уменьшение доли первичного воздуха, поступающего в зону горения, что реализуется в ГУ двухступенчатого сжигания топлива. При этом сужается зона вибрационного горения и существенно снижается уровень шума [8].

Возможно снижение шума горелочных устройств путем уменьшения нагрузки и коэффициента избытка воздуха. Установлено, что при уменьшении нагрузки газовых горе­лок на 25% уровень звукового давления на низких частотах снижается на 5—8 дБ. Однако данная рекомендация по по­давлению шума путем уменьшения нагрузки на горелки в производственных условиях практически неприемлема, по­скольку в большинстве случаев технологические печи рабо­тают не с недогрузкой, а с перегрузкой [10].

Для уменьшения шума, обусловленного скоростью го­рения, следует подбирать соответствующий газ или изме­нять коэффициент избытка воздуха. При этом, следует иметь в виду, что при сжигании в горелке водородсодержащих газов можно ожидать увеличения уровня шума [20].

Наконец, при эксплуатации мазутных форсунок в рабо­чей зоне их обслуживания наблюдаются высокие уровни звукового давления, что можно объяснить распыливанием жидкого топлива паром. Известно, что распыливание мазу­та сжатым воздухом способствует уменьшению уровня звукового давления при эксплуатации форсунок, что мож­но рекомендовать для решения проблемы борьбы с шу­мом [22].

4.2 Снижающие шум на пути его распространения

Анализ путей снижения шума при работе горелочных устройств инжекционного типа показал, что по пути ею распространения шум подавляется тщательной герметиза­цией топки, а также устройством акустических завес или экранов (глушителей) вокруг горелки с применением зву­копоглощающих материалов [19].

Звукоизоляция основана на способности звука погло­щаться или отражаться при прохождении через препятствия и является одним из эффективных средств борьбы с шу­мом на производстве. При этом, чем больше звукопоглоща­ющая или звукоотражающая способность преграды, тем боль­шую степень звукоизоляции она обеспечивает. Звукоотражение наиболее характерно для гладких плотных с боль­шим акустическим сопротивлением материалов: металл, стек­ло, кирпич и др. Для звукопоглощения лучше всего ис­пользовать рыхлые, пористые материалы: асбест, войлок, резина и др.

Кроме того, предлагается к применению на НПЗ глушителей шума ГУ другой конструкции. Сущность технического решения заключается в том, что в корпус горелки дополнительно установлен элемент, выполненный в виде резонатора, а звукопоглощающая облицовка и корпусом и выполнена из двух слоев: первый - перфорированная пластина из твердого листового материала и второй - из звукопоглощающего материала, расположенного со стороны аэродинамического потока, причем отверстие перфорации в пластине и звукопоглощающей материале соосны. Использование предлагаемого глушителя позволит снизить уровень звукового давления на 10-15 дБА на низких частотах, а специально установленный второй резонатор позволит снизить уровень шума на 5 дБА на средних частотах. Техническое решение защищено авторским свидетельством [16] (приложение А).

Доступным и эффективным методом снижения шума является использование шумозащитных экранов (глушителей) при вводе газа и воздуха в смесительную камеру ГУ. Глушители предназначены для подавления аэродинами­ческого шума системы подачи воздуха, а также они пре­пятствуют распространению звука от работы горелок в рабочую зону обслуживания, где они установлены на 20-25 дБА. Это существенно улучшает условия труда операторов технологических печей [14]. Так, на Киришском НПЗ внедрены и успешно эксплуатируются в течение многих лет данные экраны (рисунок 4.1), оснащенные на горелках ГЭВК-500 на поду цилиндрической трубчатой печи установки риформинга [5]. Рекомендации переданы в службу охраны труда Комсомольского НПЗ и данный метод начинает внедряться на НПЗ.

Рисунок 4.1 Конструкция и схема установки

шумозащитного экрана на горелке ГЭВК-500:

1 — корпус горелки; 2 — экран (обечайка);

3 — болтовое крепление.

Техникоческая характеристика шумозащитного экрана (рисунок 4.1) применительно к горелкам типа ГЭВК-500 приведена ниже:

Диаметр экрана (обечайки), мм 404

Высота экрана, мм 300

Акустическая эффективность глушителя, дБА

без внутренней облицовки 5-6

с облицовкой звукопоглощающим огнестойким материалом (асбестом) 10-15

Данный метод применим и для ГУ типа ГИК-2, являющихся особо шумными.

Таким образом, в реальных заводских условиях конструкция экрана обеспечила снижение уровня звукового давления на 5-6 дБА. что способствовало улучшению условий труда операторов технологических печей по шумобезопасности.

В связи с этим представляет практический интерес для применения в действующих нефтезаводских печах разработанная авторами новая конструкция малошумного ГУ, защищенная патентом РФ №2204082 на изобретение (приложение Б). На выходе ГУ воздухоподводяющего корпуса 1 установлен экран 10, состоящий из перфорированных лепестков 11, который может изменить угол раскрытия с помощью привода в диапазоне 110-150^о, за счет чего образуется турбулизированный поток вторичного воздуха; а акустические колебания потока вторичного воздуха частично поглощается экраном 10. Снижение уровня звукового давления происходит из-за уменьшения турбулизации потоков, что приводит к уменьшению "гула" горения [17].

Таким образом, описанные практические способы по­могают решить производственные проблемы, связанные с подавлением шума горелочных устройств. Акустическая эф­фективность методов в рассмотренных конструкциях горе­лок составляет 5—25 дБ, что в некоторых случаях позволит достичь нормативных уровней шума при эксплуатации дей­ствующих горелочных устройств.

4.3 Организационно-технические методы и индивидуальные средства защиты от шума

Как показывает анализ литературы, организационно-технические методы включают в себя [18]:

• совершенствование технологии обслуживания трубчатых печей и оснащение горелочных устройств средствами автоматического контроля;

• применение работающими средств индивидуальной защиты от шума;

• использование бесшумного или малошумного производственного оборудования (включая газомазутные горелки);

• рациональное расположение рабочих мест и технологического оборудования на площадках обслуживания;

• оптимальная компоновка ГУ на технологических печах с точки зрения минимального шумового воздействия.

Следует отметить необходимость обозначения так называемых "опасных" рабочих зон на площадках обслуживания технологических печей путем установки предупреждающих знаков на оборудовании, топливосжигающие устройства которого эксплуатируются с уровнем шума, превышающим нормативы, т.е. более 80дБА. Такие печи на НПЗ должны иметь следующий знак с надписью: "Внимание! Защита органов слуха от шума обязательна!" (Рисунок 4.2) Обслуживающий персонал в течение всего времени пребывания в рабочей зоне должен носить средства защиты органов слуха.

К наиболее простым средствам защиты относят вкладыши, которыми закрывается слуховой проход уха. Это мягкие тампоны из обычной ваты, ультратонкого волокна смоченного парафином, а также жесткие заглушки (втулки) в форме конуса из резины, пластмассы и др. Однако вкладыши недостаточно эффективны (5-20дБ), поэтому широко применяются противошумные наушники и шлемы, закрывающие ушную раковину снаружи. Данные противошумы защищают рабочего от производственного шума (эффективностью 20-40дБ) и позволяют слышать разговорную речь. Виды СИЗ приведены на рисунке 4.3.

Рисунок 4.2 Предупреждающий знак

Рисунок 4.3 Виды СИЗ

Перспективным мероприятие по защите работающих от воздействия шума отнести внедрение на заводах отрасли автоматического управления и контроля работы горелок, что позволило бы свести к минимуму пребывание обслуживающего персонала в условиях воздействия повышенного уровня шума.

4.4 Новые технические решения по созданию малошумных горелок для печей НПЗ

Результаты экологических исследований ГУ технологических печей ряда НПЗ с целью установления их технического состояния и уровня эксплуатации, а также разработки рекомендаций по со­вершенствованию отдельных конструкций горелок, не удовлетво­ряющих требованиям по создаваемому шуму, приведены в публи­кации [26].

Характеристики

Список файлов ВКР